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拟人智能显微手术机器人问世

动脉网  · 公众号  ·  · 2025-01-08 08:00

正文


市场从不缺乏对国产手术机器人的信心。即便在资本寒冬之下,过去四年国内手术机器人领域仍完成了超百次融资(蛋壳研究数据统计)。无论是尚未被充分满足的临床需求、产学研各界合作下创新成果的持续产出,还是手术机器人本身所具备的不可替代性、强力辅助性和可拓展性,都在驱使这一市场不断向前。


如今,国产手术机器人厂商更是与全球站上同一起跑线,而不必再谈超越和替代。


在新近结束的上海交通大学医疗机器人研究院2024年国际学术论坛暨成果展上, 上海馥逸医疗科技有限公司( 下称“馥逸医疗”) 展出的双臂显微外科遥操作手术机器人系统, 以及 桌面小型超精密植入平台 赢得了国内外专家学者、投资机构及行业人士的高度关注。


馥逸医疗之所以受行业瞩目,不仅在于公司 技术壁垒 高筑,解决方案 融合了协作机械臂、亚微米级微动平台等多项尖端技术,并将宏微控制、遥操作、视觉伺服等先进技术结合其中, 确保了系统具有易用性、高精度及成本效益,还在于公司 核心技术平台与产品管线的搭建,使其解决方案得以全面覆盖显微外科、脑机接口和植发等多种应用场景。


凭借核心技术的攻克,以及产品管线的完善搭建,馥逸医疗真正解决了医生手工操作难以实现的精细动作、高精度重复性作业以及自动化需求。



01

可完成0.5mm显微血管缝合精细操作,13自由度串并联协作臂挑战微米级精度



显微外科遥操作手术机器人系统Akso 作为馥逸医疗的核心产品,能够通过精准、显微、双臂协同操作,解决头颈以上显微手术精度高、视野小、风险大的临床痛点。帮助术者在复杂、狭窄的手术环境下实现高精度的稳定操作,特别适用于神经外科手术,以及血管、神经和淋巴管的缝合、结扎、吻合和重建等复杂任务,能完成 0.5mm显微血管缝合的精细操作。


具体而言,该系统由病人侧执行机器人与医生侧操作台组成,通过主从操作系统,医生能够精准控制微创手术器械,实现高效安全的手术操作。


手枪状器械设计 ,便于医生在小入路下进行多器械操作,有效突破了传统机械臂因体积庞大而导致的手术深度限制和视野遮挡问题。Akso能深入组织,进行更精细、更深入的手术,扩展了可应用的手术方式。而系统配备的带灵巧腕关节的 2.5mm微型器械 ,则提供了精确度和灵活性。


不止如此,该系统采用 双臂宏微架构, 其中 7自由度串联协作臂具备亚毫米级精度, 不仅提高了手术的灵活性,还确保了操作的稳定性。同时, 6自由度微动平台提供了微米级精度操作 ,多自由度设计使得远程中心运动模块(RCM)得以实现,进一步保障了手术的高精度和稳定性。


然而, 仅仅在核心技术上保持领先并不足以确保产品能够成功应用于临床。 当前,市场上部分已获得批准的手术机器人系统正面临商业化的挑战,许多技术与临床实际需求存在脱节。更何况显微手术机器人还是一项相对创新的手术机器人技术, 研发过程中让临床需求引领基础研究,进而推动工程技术创新尤为重要。


馥逸医疗正是认识到了这一点,与各大医院紧密合作, 通过临床联合研究中心, 促进科研成果向临床应用的转化,确保所研发的机器人技术能够切实解决临床中的实际问题。同时,持续 与上海交通大学医疗机器人研究院保持合作, 支撑和赋能其前沿基础研究和脑机接口重大项目,推动工程技术创新和临床转化。


因此,馥逸医疗将技术与临床深度融合打造 人机协作功能,为第三方手动操作预留了空间, 使得手术过程更加灵活安全。


该系统首创将拟人化的创新设计带入手术机器人领域。


Akso 分别模拟了术者的眼、臂和手腕,中部机械臂携载的高倍外视镜、方便术中器械摆位的双侧多自由度机械臂,以及器械末端的灵巧腕式关节。统一的控制系统可以实现拟人化高效整体控制与协同,使机器人能够完成超精细的显微操作,突破人手无法达到的精度极限。


拟人手术机器人系统作为一个完整体系,各模块之间高度协同,通过共享传感数据,像人类大脑一样进行信息处理和动作决策。从临床应用角度,拟人设计相较于传统的单臂手术机器人,具有更高的灵活性、更强的适应性以及更好的空间利用率。这种设计能够有效减少手术过程中的空间局限性,优化操作路径,提高手术的可视化效果。通过与医护团队的深度协作以及对患者生理特征的精准适配,拟人式双臂系统能够在手术环境中更好地与医护团队、患者以及手术器械融合,推动智能医疗机器人向更高水平的发展。



02

共性技术延伸,三大产品管线使企业具备自我造血能力



馥逸医疗在自主研发的显微外科遥操作手术机器人系统基础之上,持续深耕协作式多臂系统、微米级宏微控制、视觉伺服与影像规划等共性技术,构建起技术平台。还打造了桌面小型超精密植入平台和双臂植发机器人,以全面覆盖多样化的应用场景,满足临床需求,并使企业具备自我造血能力。


企业 为高校 、研究院所设计的 桌面小型超精密植入平台, 满足植入脑机接口领域的迅猛发展需求。超高精度并联运动平台与基于视觉的AI算法相结合,能主动避开血管、补偿呼吸引发的脑组织运动,将柔性微纳电极精准植入目标脑区,植入误差<50μm,减少对脑组织损伤,提高手术的安全有效性。满足了擅长脑电极设计、细胞药物注射,但不擅长精密植入软硬件开发的客户群体需求。



馥逸医疗还实现了核心技术的降维应用,打造双臂植发手术机器人, 用于植发手术的毛囊提取。该系统解决了传统植发手术的毛囊单位数量估算随机、手术时间长、手术精度高度依赖医生经验且重复疲劳作业等痛点。目前, 植发机器人已顺利通过型检。




03

赋能基础研究,加速创新成果临床转化



从腔镜手术机器人、骨科手术机器人、经皮穿刺手术机器人,到经自然腔道手术机器人,手术机器人走过了漫长的发展道路。回顾整个发展历程,基本可以确定的是, 当前手术机器人正持续向微创和无创治疗聚焦,并迈入新一轮的发展阶段。 过程之中,无论是 显微外科手术机器人、植发手术机器人,还是脑机手术机器人均是近年来行业的关注重点。


其中,显微外科手术机器人作为一项能超越人类操作极限的产品,对现有临床治疗手段具有极强可替代性。通过显微或超显微技术放大手术区域,同时利用传感系统精确缩小医生的手部动作并有效滤除人手自然存在的约100微米颤抖,可实现对细微结构的超精准操作。解决了显微外科手术对医生技术要求高、学习曲线长,以及手术时间长等限制。


此外,该技术也拓展了手术边界,可灵活应用于显微血管吻合、显微神经缝接、显微分离解剖,广泛的应用在整形外科、神经外科、眼科、口腔颌面外科、肿瘤外科等科室,并且设备占地空间小,无论是顶级的三甲医院还是医疗资源有限的偏远地区患者,均能受益。


但正是这样一项极具价值的技术,成熟产品却相对稀缺,其中原因在于其技术路径颇为复杂。


显微外科手术机器人系统不仅要求刚性与柔性的结合,还需具备运动能力,以及高自由度运动。此外,它还需实现精密的机械结构设计、配备稳定而坚固的基座,并确保其末端器械既小巧又精细,能实现精准的定位操作。正因如此,这项技术从研发、设计工艺到制造上均为入局者设置了较高门槛。


成立于2021年的馥逸医疗之所以能够快速实现技术突破,在于刘宁博士带领的核心技术团队在伦敦帝国理工学院多年的技术积淀,在企业成立之初便在手术机器人、微纳系统、感知与认知、智能复合材料、精密机电与制造及机器人视觉与影像介入等领域有相对领先且成熟的创新成果积累。


与此同时, 公司研发团队占比高达70%,并构建了有源医疗器械的研发与生产质量管理体系, 以及全面的科学顾问体系, 汇集全球手术机器人领域的顶尖专家、一流三甲医院临床主任,以及知名医疗创投机构投资人 等,为 加速产品从研发到市场的转化打下基础 。正是基于创新成果的积累与转化,以及团队与科学顾问体系的支持,馥逸医疗得以在手术机器人领域迅速崭露头角。2023年,馥逸医疗也赢得了资本市场的认可,成功获得来自 红杉资本和道彤资本 的投资。


未来,馥逸医疗还将继续深化其在显微外科手术机器人领域的技术优势,不断推进产品创新和临床应用。同时加强与国内外顶尖医疗机构的合作,以期在手术机器人技术上取得更多突破,满足更广泛的临床需求。


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